Технологическая схема окомкования и транспортировки сырых окатышей к обжиговому агрегату включает окомкователя, устрой­ства для накатывания твердого топлива, грохоты для отсева ме­лочи, укладчики окатышей и конвейеры.

Для окомкования тонкоизмельченных концентратов предложе­ны следующие типы окомкователей: барабанные, чашевые, конус­ные с наклонной осью вращения, ленточные, вибрационные столы и комбинированные (шнековый пресс — барабанный окомкователь или пресс — конусный окомкователь с вертикальной осью вра­щения).

Однако промышленное применение имеют только барабанные, чашевые и конусные с наклонной осью вращения окомкователи.

Барабанные окомкователи представляют собой металлические цилиндры, у которых длина обычно равна 2—4 диаметрам. Мак­симальные размеры отечественных барабанов-окомкователей — диаметр 2,8 м, длина 11 м, зарубежных — соответственно 3,05 и 9,43 м. Угол наклона чаще всего составляет 3—6°, однако в по­следнее время наметилась тенденция увеличения его до 8°. Ок­ружная скорость изменяется в пределах 80—95 и 25—30 м/мин при производстве окатышей диаметром соответственно 10—20 и 25—30 мм. Для получения окатышей крупностью 8—12,5 мм од­новременно с увеличением угла наклона до 8° повышают окруж­ную скорость вращения барабанов до 120—140 лі/мин. Большое значение для процесса окомкования имеет состояние внутренней поверхности барабана, на которой при работе создается гарнисаж из шихты. Для облегчения образования гарнисажа из окомковы - ваемой шихты окомкователи футеруют арматурой (пруток, угол­ки), металлическими сетками, цементом и асфальтом. Футеровка применяется не только для закрепления гарнисажа, но и для исправления эллипсоидное™ внутренней поверхности барабана.

А-А Рис. 19. Схема установки возвратно-поступательного очист-. ного устройства барабанного окомкователя:

1 — роликоопоры; 2 — грохот; 3 — подвижная балка с ножами; 4 — фер-
ма балки; 5 — срезающий нож; 6 — узел крепления ножа; 7 — привод
очистного устройства; 8 — стенка барабана-окомкователя

Для поддержания толщины гарнисажа не более 40 мм нежела­тельно радиальное биение внутренней поверхности барабана бо­лее 5 мм. При толщине больше 40 мм гарнисаж отрывается, что нарушает процесс окомкования и приводит к уве­личению содержания крупных комков в сырых окатышах.

Очистка внутренней поверхности окомкователей и создание на ней определенной шероховатости осуществляется чистителями, вращающимися или движущимися возвратно-поступательно. Вра­щающийся чиститель представляет собой балку, на которой по длине спирально или в шахматном порядке расположены ножи с твердосплавными наконечниками. Скорость вращения чистителя 50—60 об/мин, направление его вращения противоположно направ­лению вращения окомкователя.

Движущийся возвратно-поступательно чиститель (рис. 19) имеет ход 200—300 мм, величина которого несколько больше рас­стояния между рабочими ножами. Количество движений чи­стителя 20—40 в минуту. Оптимальный угол между ножом и по­верхностью гарнисажа около 12°. Жесткость балки чистителя должна обеспечить амплитуду его колебаний не более 10 мм.

Чистители располагают в барабане в верхнем квадранте над материалом. Ножи наплавляются твердыми сплавами типа «по­бедит» или «сормайт», или армируются пластинками из этих сплавов.

Большой стойкостью против истирания обладают ножи, пред­ставляющие собой плитки из каменного литья.

Для выделения кондиционных по крупности окатышей приме­няется барабанный грохот, являющийся продолжением окомкова - теля, или вибрационный грохот. Барабанный грохот обычно имеет длину 1,5—2 м и диаметр, равный диаметру окомкователя. По конструкции барабанные грохоты проще вибрационных, но они распространены меньше из-за низкой эффективности грохочения и сложности очистки щелей. На окомковательных установках ЮГОКа и ЦГОКа были испытаны различные конструкции чисти­телей барабанного грохота: резиновая гребенка, металлические и гуммированные диски, диски из конвейерной ленты, зажатые между металлическими пластинками, капроновые диски, стальные щетки и др. Из них наиболее удовлетворительно работали ме­таллические диски. Капроновые диски хорошо очищали грохот, но истирались в 4 раза быстрее металлических. При механиче­ской очистке барабанного грохота происходит боковой износ тра­пецеидальных колосников, что приводит к постепенному увеличе­нию размера готовых окатышей.

Вибрационные грохоты, устанавливаемые после барабанных окомкователей, имеют максимальный размер 1,83X4,28 м, угол наклона 15—25°, частоту вибрации 850—950 колебаний/мин и ам­плитуду 5—8 мм. Для каждого типа окатываемой шихты пара­метры работы вибрационного грохота выбирают опытным путем. При оптимальных параметрах на вибрационном грохоте проис­ходит не только отсев мелочи, но и разрушение крупных непроч­ных комков и упрочнение окатышей кондиционной крупности.

Для равномерной загрузки по ширине вибрационного грохота, ось которого перпендикулярна оси окомкователя, разгрузочный конец барабана выполняется в виде косого среза или имеет спи­ральные щели. Поверхность грохота может быть плоской или огибающей окомкователь для уменьшения высоты падения ока­тышей. Эффективность грохочения и стойкость сетки грохота уве­личиваются при изготовлении сетки из нержавеющей проволоки.

Производительность барабанного и вибрационного грохотов по нижнему продукту и конвейеров циркулирующей нагрузки долж­на быть в 4 раза больше производительности окомкователя, так как циркулирующая нагрузка может изменяться в пределах 100—

400%.

Окатыши размером 25—35 мм получают в двух последова­тельно расположенных барабанных окомкователях. Один окомко­ватель имеет грохот со щелью 18—20 мм, другой — грохот со щелью 28—30 мм. Сырые окатыши первого барабана направля­ются в циркулирующую нагрузку второго барабана. Таким обра­зом достигается прочность окатышей достаточная для обжига их в шахтной печи.

Чашевые окомкователи. Процесс окомкования в чашевых оком- кователях при отсутствии циркулирующей нагрузки регулируется легче, чем в барабанных, но отличается повышенными требования­ми к качеству шихты, равномерности ее дозировки и особенно к постоянству гранулометрического состава и влажности.

В чашевых окомкователях в одной машине происходит нака­тывание твердого топлива на поверхность окатышей или произ­водятся двухслойные окатыши. Для этого по окружности чаши на ее борту устанавливается периферический желоб.

Для предотвращения обрыва гарнисажа, нарушающего про­цесс окомкования, днище и борта чаши футеруются. Толщина гарнисажа поддерживается до 40—50 мм. При этом бортовые но­жи-чистители выполняются неподвижными, а чистители днища могут быть стационарными и перемещающимися по поверхности днища. Стационарные чистители отличаются простотой конструк­ции, но они потребляют значительное количество электроэнергии. Перемещающиеся чистители приводятся в движение с помощью механической передачи (червячной, ременной и др.) от централь­ного вала чаши окомкователя или имеют индивидуальный привод и выполнены в виде одного или нескольких ножей со съемными твердосплавными наконечниками. Чистители крепятся к станине окомкователя и поворачиваются одновременно с ним при измене­нии угла наклона чаши.

Чашевые окомкователи по сравнению с барабанными имеют более высокую удельную производительность на занимаемую пло­щадь. По зарубежным данным, она соответственно равна 27,3 и 19,4 т/м2 сутки [77].

В зарубежной промышленной практике нашли широкое рас­пространение как чашевые, так и барабанные окомкователи. Они применяются для изготовления окатышей из различных шихт. В настоящее время находится в работе примерно одинаковое ко­личество чашевых и барабанных окомкователей. На чашевых окомкователях изготовляется около 42% всего производства ока - тыщей.

В Советском Союзе также применяются чашевые и барабанные окомкователи. Окомковательная фабрика Соколовско-Сарбайского ГОКа оборудована барабанными окомкователями, а окомкова­тельная фабрика Центрального ГОКа — чашевыми окомковате­лями. В проекте первой очереди окомковательной фабрики Се­верного ГОКа приняты для окомкования шихты чашевые окомко­ватели без грохотов. На фабрике второй очереди после чашевых окомкователей предусмотрена установка вибрационных грохотов для отсева мелочи и крупных комков. Некондиционные окатыши при этом должны направляться в шихту перед ее смешиванием, а не в окомкователь.

Для сравнения показателей работы барабанных и чашевых окомкователей на опытной фабрике ЦГОКа были проведены опы­ты на одной и той же шихте: 55—60% железорудного магнети - тового концентрата крупностью 65—72% класса —0,05 мм, 10— 12% известняка крупностью —0,25 мм, 10—15% сырого возврата (отсев перед загрузкой сырых окатышей на обжиговую машину) крупностью —5 мм, 10—13% обожженного возврата крупностью —5 мм и 0,5—1 % бентонита.

Сравниваемые окомкователи приведены на рис. 20—22, а тех­ническая характеристика их в табл. 10.

Таблица 10 Техническая характеристика окомкователей Окомкователи Показатели Барабан­ ный Барабан для нака­тывания топлива Чашевый Производительность, т/ч.............................................. 40 40 30 Диаметр, м..................................................................... 2,8 2,8 5,5 Длина (высота борта), м................................................ 11,0 4,0 0,8 в т. ч. грохота............................................................ 2,0 — — Угол наклона, град...................................................... 0,6 3 40—60 Скорость вращения, об/мин. . •................................. 8—12 8—12 6—9 Электродвигатель привода: тип........................................................................... П131-6К ПН-205 П131-6К мощность, кет...................................................... 100 12,5 100 скорость вращения, об/мин................................. 500 750 500 Вес, т .......................................................................... 62,4 25,5 34,6 Стоимость, руб.............................................................. 38 400 20 000 26 000 Занимаемая площадь, м2.............................................. 90 18 40 Удельная производительность на занимаемую пло­щадь, т/м2-ч........................................................... 0,44 2,20 0,75 Расход электроэнергии, квт-ч/т................................ 3-4 1—2 3—4 Сырые окатыши: прочность окатышей: на раздавливание, кГ/окатыш....................... 1,8-2,3 1,8-2,3 на удар................................................................ 4—6 — 4—6 Содержание фракций, %: —50 мм.................................................................. 1—2 1—2 -Ь20 мм................................................................. 2—3 — 2—3

При производительности чашевого и барабанного окомковате­лей 25—30 т/ч оптимальная влажность окатышей по условиям минимального содержания мелочи —5 мм и максимальному вы­ходу фракции 10—20 мм составляет соответственно около 8 и 9% (рис. 23). Содержание в окатышах мелочи —5 мм при окомко - вании в чашевом окомкователе на 2—3% ниже, а готовой фрак­ции 10—20 мм на 7—10% выше, чем при окомковании в барабан­ном окомкователе. Последний характеризуется также повышен­ной выдачей крупных фракций 20—30 мм.

Содержание мелочи —5 мм при окомковании в барабанном окомкователе с увеличением скорости вращения сначала снижа-

' - “““* * 5 ~В= USSST” . Фор.™.*:

» опорные ролики

Загрузка, окатышей
а топлива

рис. 21. Схема барабана л па

У °Р’ 7 - электродвигатель - я~ °П°РНЫ бандаж»;

’ 6 опорный ролик

ется вследствие улучшения условий очистки барабанного грохота, а затем возрастает из-за разрушения окатышей. Содержание год­ной фракции 10—20 мм увеличивается в основном при снижении выхода крупных окатышей 20—30 мм.

Рис. 22. Чашевый окомкоЕатель: 1 — борт окомкователя; 2 — установка очистного устройства; 3 — электропривод окомкователя; 4 — привод дистанционного управления углом наклона окомкователя; 5 — опора; 6 и 7 — соответственно рычаг и упоры конечного выключателя механизма управления углом наклона окомкователя

Время пребывания окатышей в чашевом окомкователе с повы­шением скорости вращения увеличивается в результате увеличе­ния высоты подъема материала и степени заполнения чаши. При увеличении скорости вращения свыше 8—9 об/мин объем окаты­ваемого материала увеличивается незначительно, но средний диа­метр окатышей резко уменьшается вследствие прекращения ока­тывания части шихты, прижатой к борту.

Максимальная производительность чашевого окомкователя при влажности окатышей 8+0,3%, скорости вращения 8—9 об/мин и угле наклона 47,5° составляла 35 r/ч. Барабанный окомкователь при оптимальных условиях имел производительность 40 г/ч.

Рис. 23. Влияние влажности окатышей, скорости вращения окомкователя и его производительности на содержание фрак­ции 10—20 мм в сырых окатышах после окомкователя: 1 и 2 — соответственно в барабанном и чашевом окомкователях

Изучение процесса окомкования и опыт работы Соколовско- Сарбайского комбината показывают, что производительность ба­рабанных окомкователей может быть увеличена до 50—60 т/ч и выше при повышении производительности вибрационных грохо­тов, устанавливаемых после окомкователей, до 160—200 г/ч по нижнему продукту.

Если принять в качестве основного параметра, определяющего производительность окомкователя, отношение длины пути ОКОМ - кования к производительности, то это отношение для барабан­ного и чашевого окомкователей соответственно составляет 5—

7,5 и 11 — 16 м/т-ч (рис. 24). Влияние производительности оком­кователей (при скорости вращения 8—9 об/лшн) на прочность окатышей приведено в табл. 11.

Рис. 24. Зависимость длины пути окатывания, проходимого окатышами в окомкователе, от его производительности: / — в барабане для накатывания топлива; 2— в барабанном окомкователе за один проход без учета циркулирующей нагрузки; 3 — то же, с учетом цнркулир>ющей нагрузки; 4 — в чашевом окомкователе

Производительность чашевого окомкователя может быть повы­шена до 50 т/ч, но при этом необходима тщательная подготовка шихты, исключающая колебания влажности более ±0,1%, и рав­номерная автоматическая дозировка шихты и воды в окомкова - тель.

Показатели работы чашевого окомкователя зависят от угла наклона его (табл. 12).

Таблица 11 nirilTUIIlOU* Время окомкования, мин Прочность окатышей Производитель­ность, т/ч Длина пути окомкования, м на раздавливание, кГ J окатыш, на удар 10 10,9 1600 2,32 8,2 СО 00 1 1370 2,10 8,2 20 5,2 900 2,14 7,1 5,5 750 1,86 со 25 4,2 624 2,06 6,6 4,8 520 1,73 6,9 30 3,6 525 2,0 6,2 4,2 350 1,70 6,5 35 3,0 436 1,9 5,8 3,3 300 1,67 6,2 * Числитель — чашевый окомкователь, знаменатель — барабанный окомкователь.

Таблица 12 Влияние угла наклона на показатели работы чашевого окомкователя Показатели Угол наклона, град 47,5 55 Производительность, т/ч............................................................................... 35,0 30,0 Оптимальная скорость вращения, об/мин....................... 8—9 9,5—10,5 Оптимальная влажность окатышей, 96............................. 9,0±0,3 8,5±0,3 Прочность окатышей: на раздавливание, кГ/окатыш................................. 1,96 1,33 на удар......................................................................... 7,0 4,5 Степень заполнения чаши, %.......................................... . 9,2 7,0 Кажущаяся плотность окатышей, г/см*.......................... 3,04 2,96

Конусные окомкователи отличаются более высокой произво­дительностью по сравнению с чашевыми вследствие более разви­той активной поверхности окомкования.

Конусный окомкователь выполняется в виде усеченного конуса с центральным углом 43°, диаметр дна конуса 2,75 м, выходной диаметр 4,27 м, длина образующей наклонной поверхности ко­нуса 1,83 м, угол наклона оси вращения 20—28°, скорость вра­щения 5—15 об/мин (соответствует линейной скорости 67— 140 м/мин). При 7,5 об/мин производительность окомкователя рав­на 650 т/сутки окатышей.

Другие разновидности чашевых окомкователей (со сфериче­ским и ступенчатым днищем) не находят пока промышленного применения из-за сложности конструкции и трудности организа­ции удовлетворительной очистки бортов и днища.

Ленточные окомкователи представляют собой конвейеры с во­гнутой поверхностью и регулируемым углом наклона (рис. 25).

Рис. 25. Схема ленточного окомкователя: / — загрузка шихты; 2 — уплотняющие неподвижные бор­та; 3 — направляющие ролики; 4 — направление движе­ния ленты

Образующая рабочей поверхности ленточных окомкователей мо­жет быть любой из кривых второго порядка. При движении ленты окомкователя неокомкованная шихта достигает наивысшей точки, так как она имеет наибольший угол естественного откоса. Ока­тыши по мере укрупнения скатываются вниз, и, достигнув задан­ного размера, покидают окомкователь. Движение окатываемого материала на ленточном окомкователе аналогично движению его в барабанном окомкователе; по восходящей ветви материал под­нимается вместе с лентой без проскальзывания, по нисходящей окатыши скатываются по поверхности шихты.

Вибрационный окомкователь состоит из неподвижного бункера шихты, двух горизонтальных металлических кругов, из которых верхний имеет отверстия, диаметр которых равен толщине круга, а нижний — секторный вырез для выгрузки готовых окатышей. При вращении верхнего круга с отверстиями шихта заполняет их и вследствие горизонтальной вибрации с определенной часто­той происходит уплотнение материала со всех сторон, так как неподвижный нижний круг способствует поворачиванию окатышей в каждом отверстии.

В комбинированных установках для получения сырых окаты­шей предполагается использование шихты, состоящей из двух ча­стей. Одна из них повышенной влажности шнековым прессом пре-

Рис. 26. Схема конусного окомкователя: / — загрузка влажной шихты; 2 — шнековой пресс; 3 — непо­движный конус; 4 — вращающийся конус; 5 — загрузка сухой шихты; 6 — гибкий резиновый борт; 7 — выгрузка готовых окатышей; 8 — вал вращающегося конуса

вращается в цилиндрики с равными высотой и диаметром, дру­гая— сухая подается совместно с влажными цилиндриками в ба - рабан-окомкователь, работающий при степени заполнения до 30%.

Для получения окатышей из влажных заготовок — цилиндри­ков предложен конусный окомкователь с вертикальной осью вра­щения (рис. 26). Переувлажненная шихта (15—25% влаги) в ко­личестве 2/з от общей массы подпрессовывается на шнековом прессе, в результате чего получаются брикеты размером 25 X Х25 мм, которые загружаются в конусный окомкователь. Окомко­ватель состоит из двух конусов: верхнего неподвижного и ниж­него вращающегося. Зазор между конусами регулируется, а угол наклона рабочих поверхностей к горизонтали подобран так, что­бы при окатывании из цилиндриков образовались сферические окатыши. Оптимальный угол наклона составляет 12°. Влажные окатыши поступают в кольцевой желоб, образуемый кромкой вра­щающегося конуса и неподвижным бортом из мягкой резины. Су­хой концентрат, добавляемый в количестве 7з от общей массы, автоматически дозируется в желоб. Топливо и упрочняющие до­

бавки можно подавать совместно с сухой частью шихты. Готовые сырые окатыши выгружаются из желоба через порог с регулируе­мой высотой, что исключает возможность выдачи некондиционной по крупности продукции.

Окатыши, полученные в комбинированных установках менее прочны, чем окатыши из барабанных и чашевых окомкователей. Это объясняется тем, что частицы при прессовании располага­ются более беспорядочно, чем при последовательном накатывании. Достоинством комбинированных установок является возможность использования в качестве сырья рудной мелочи и более крупного концентрата.

Транспортировка и загрузка сырых окатышей. Транспортиров­ка сырых окатышей от окомкователя к обжиговому агрегату осуществляется с минимальным количеством перегрузок, равным 3—4. Высота падения окатышей при перегрузках должна быть не более 300—500 мм.

Укладчики окатышей используются для окончательного отсева мелочи и загрузки равномерным слоем конвейерной машины или шахтной печи по заданной программе. Для конвейерных машин в качестве укладчиков окатышей применяют конвейер с обратным ходом, виброгрохот с косым срезом, челноковый конвейер и роли­ковый грохот. Первый, второй и четвертый укладчики имеют ши­рину, равную ширине обжиговой машины. В конвейере с обрат­ным ходом регулируют угол наклона (40—60°) и скорость. Лен­та движется против потока окатышей. Мелочь, имеющая больший коэффициент трения, чем крупные окатыши, задерживается на ленте и выносится из потока. Высота слоя на машине получается более равномерной при загрузке окатышей Челноковым питате­лем на конвейер с обратным ходом.

На вибрационном грохоте с косым срезом отсев мелочи более эффективен. Равномерность загрузки машины по ширине легко достигается изменением угла наклона среза к горизонту. Однако этот агрегат довольно громоздкий.

Челноковый конвейер при определенном соотношении скоро­стей движения ленты и качания челнока, которое должно поддер­живаться строго постоянным, равномерно загружает машину, од­нако для отсева мелочи перед ним необходимо ставить вибраци­онный грохот.

Более удовлетворительные показатели получены на укладчике, представляющем собой роликовый грохот с углом наклона 18— 25° (рис. 27). Ролики диаметром 100—150 мм вращаются в сто­рону движения окатышей, причем скорость их постепенно увели­чивается от загрузки к выгрузке. Для этого ролики имеют инди­видуальный или групповой приводы. На роликовом укладчике происходит не только отсев мелочи, но и некоторое упрочнение окатышей. Для более равномерной загрузки окатышей' на машину над роликовым укладчиком устанавливают челноковый питатель- конвейер.